В Слънчевата система има слънце - в центъра - много планети, астероиди, обекти на пояса на Койпер и спътници, те също са луни. Въпреки че повечето планети имат сателити, а някои обекти на пояса на Койпер и дори астероидите също имат свои спътници, сред тях няма известни „спътници на сателити“. Или сме без късмет, или основните и изключително важни правила на астрофизиката усложняват тяхното формиране и съществуване.
Когато всичко, което трябва да имате предвид, е един масивен обект в космоса, нещата изглеждат доста ясни. Гравитацията ще бъде единствената работна сила и можете да поставите всеки предмет в стабилна елиптична или кръгова орбита около него. Според този сценарий, изглежда, той ще бъде на позицията си завинаги. Но тук играят и други фактори:
- обектът може да има вид атмосфера или дифузен "ореол" от частици наоколо;
- обектът не е задължително да е неподвижен, но ще се върти - вероятно бързо - около ос;
- този обект не е задължително да бъде изолиран, както първоначално сте мислили.
Силите на приливите, действащи на луната на Ентулад на Сатурн, са достатъчни, за да извадят ледената му кора и да нагреят червата, така че подземният океан изригва стотици километри в космоса
Първият фактор, атмосфера, има смисъл само в краен случай. Обикновено обект, който обикаля около масивен и солиден свят без атмосфера, ще трябва само да избягва повърхността на обекта и той ще се придържа около неопределено време. Но ако атмосферата, дори невероятно дифузна, се подобри, всяко тяло в орбита ще трябва да се справи с атомите и частиците, заобикалящи централната маса.
Въпреки че обикновено мислим, че атмосферата ни има „край“и че пространството започва на определена височина, реалността е, че атмосферата просто изсъхва, когато се качвате все по-високо и по-високо. Земната атмосфера се простира на много стотици километри; дори Международната космическа станция ще излезе от орбита и ще изгори, ако не я подтикваме постоянно. Съгласно стандартите на Слънчевата система, тялото в орбита трябва да бъде на определено разстояние от всяка маса, за да остане „безопасно“.
Промоционално видео:
Дали това е изкуствен сателит или естествен, всъщност няма значение; ако орбитира свят със съществена атмосфера, той ще излезе от орбита и ще падне върху най-близкия свят. Всички спътници в ниска земна орбита ще направят това, както и сателитният фобос на Марс
Освен това обектът може да се върти. Това се отнася както за голяма маса, така и за по-малка, въртяща се около първата. Има "стабилна" точка, в която и двете маси са фиксирано заключени (тоест винаги обърнати една към друга от едната страна), но всяка друга конфигурация ще създаде "въртящ момент". Това усукване или ще спираловидно и двете маси навътре (ако въртенето е бавно) или навън (ако въртенето е бързо). В други светове повечето сателити не са родени в идеални условия. Но има още един фактор, който трябва да вземем предвид, преди да се потопим с главата надолу в проблема със "спътника на спътниците".
Моделът Плутон - Харон показва две основни маси, въртящи се една около друга. Пролет на „Новите хоризонти“показа, че Плутон или Харон нямат вътрешни спътници по отношение на взаимните си орбити
Фактът, че обектът не е изолиран, е от голямо значение. Много по-лесно е да държите обект в орбита близо до единична маса - като луна близо до планета, малък астероид близо до голяма или Харон близо до Плутон - отколкото да държите обект в орбита близо до маса, която сама орбитира различна маса. Това е важен фактор и не мислим много за това. Но нека го разгледаме за секунда от гледната точка на най-близката ни до Слънцето, безлунна планета Меркурий.
Меркурий се върти около нашето Слънце сравнително бързо и затова гравитационните и приливните сили, действащи върху него, са много големи. Ако около Меркурий се въртеше нещо друго, ще има още много допълнителни фактори.
1. "Вятърът" от Слънцето (поток от изходящи частици) би се блъснал в Меркурий и предмет в близост до него, изхвърляйки ги от орбита.
2. Топлината, която Слънцето дава на повърхността на Меркурий, може да доведе до разширяване на атмосферата на Меркурий. Въпреки факта, че Меркурий е без въздух, частиците по повърхността се нагряват и се изхвърлят в пространството, създавайки слаба атмосфера.
3. Накрая, има трета маса, която иска да доведе до окончателното блокиране на приливите и отливите: не само между ниска маса и Меркурий, но и между Меркурий и Слънцето.
Следователно за всяка луна на Меркурий има две крайни места.
Всяка планета, която обикаля около звезда, ще бъде най-стабилна, когато приливът е заключен с нея: когато орбиталният и ротационният й период съвпадат. Ако добавите друг орбита към орбитата към планетата, нейната най-стабилна орбита ще бъде взаимно завързана с планетата и звездата близо до L2
Ако спътникът е твърде близо до Меркурий по редица причини:
- не се върти достатъчно бързо за разстоянието си;
- Меркурий не се върти достатъчно бързо, за да бъде прилив прилив със Слънцето;
- податливи на забавяне на слънчевия вятър;
- ще бъдат подложени на значително триене от атмосферата на Меркурий, - в крайна сметка ще падне на повърхността на Меркурий.
Когато обект се сблъска с планета, той може да повдигне отломки и да предизвика образуването на близки луни. Така се появи Земната Луна и също се появиха спътниците на Марс и Плутон.
Обратно, рискува да бъде изхвърлен от орбитата на Меркурий, ако спътникът е твърде далеч и се прилагат други съображения:
- сателитът се върти твърде бързо за своето разстояние;
- Меркурий се върти твърде бързо, за да бъде фиксирано заключено със Слънцето;
- слънчевият вятър дава допълнителна скорост на спътника;
- смущения от други планети изтласкват сателита;
- нагряването на Слънцето дава допълнителна кинетична енергия на определено малък сателит.
Имайки предвид казаното, имайте предвид, че много планети имат свои луни. Въпреки че една система с три тела никога няма да е стабилна, освен ако не коригирате нейната конфигурация към идеални критерии, ние ще бъдем стабилни в продължение на милиарди години при правилните условия. Ето някои условия, които ще улеснят задачата:
1. Вземете планета / астероид, така че по-голямата част от системата да бъде значително отстранена от Слънцето, така че слънчевият вятър, проблясъците на светлината и приливните сили на Слънцето да са незначителни.
2. Така че спътникът на тази планета / астероид е достатъчно близо до основното тяло, така че да не зависва гравитационно и да не бъде случайно изтласкан при други гравитационни или механични взаимодействия.
3. Че спътникът на тази планета / астероид е бил достатъчно далеч от основното тяло, така че приливните сили, триенето или други ефекти да не доведат до приближаване и сливане с родителското тяло.
Както може би се досещате, има „сладко биче“, при което Луната може да съществува близо до планетата: няколко пъти над радиуса на планетата, но достатъчно близо, че орбиталният период не е твърде дълъг и все пак значително по-кратък от орбиталния период на планетата спрямо звездата. И така, ако вземете всичко това заедно, къде са спътниците на спътниците в нашата Слънчева система?
Астероидите в основния пояс и троянците край Юпитер може да имат свои собствени спътници, но те самите не се смятат за такива.
Най-близките, които имаме, са троянските астероиди със собствени спътници. Но тъй като те не са „спътници“на Юпитер, това не е напълно подходящо. Какво тогава?
Краткият отговор: едва ли ще намерим нещо подобно, но има надежда. Световете на газовите гиганти са сравнително стабилни и достатъчно далеч от Слънцето. Те разполагат с много спътници, много от които са в заключено положение с техния родителски свят. Най-големите луни ще бъдат най-добрите кандидати за спътници. Те трябва да бъдат:
- колкото е възможно по-масивна;
- относително отстранени от родителското тяло, за да се сведе до минимум рискът от сблъсък;
- не твърде далеч, за да не бъде изтласкан навън;
- и - това е ново - добре отделен от други луни, пръстени или сателити, които биха могли да нарушат системата.
Кои луни в нашата Слънчева система са най-подходящи за придобиване на собствени спътници?
- Луната Калисто на Юпитер: най-външната от всички големи луни на Юпитер. Калисто, който е на 1883 000 километра, също има радиус от 2410 километра. Той пътува около Юпитер за 16,7 дни и има значителна скорост на бягство от 2,44 км / сек.
- Ганимедът на Юпитер: най-голямата луна в Слънчевата система (радиус от 2634 км). Ганимед е много далеч от Юпитер (1070 000 километра), но не е достатъчно. Той има най-високата скорост на бягство от всички спътници в Слънчевата система (2,74 км / с), но гъсто населената система на гигантската планета прави изключително трудно спътниците на Юпитер да придобият спътници.
- Лунен япет на Сатурн: не много голям (в радиус 734 километра), но доста отдалечен от Сатурн - на средно разстояние 3,561 000 километра. Той е добре отделен от пръстените на Сатурн и от други големи луни на планетата. Единственият проблем е малката му маса и размери: скоростта на бягство е само 573 метра в секунда.
- Сателитът на Уран Титания: С радиус от 788 километра най-големият спътник на Уран е на 436 000 километра от Уран и завършва орбитата си за 8,7 дни.
- спътникът на Уран Оберон: втората по големина (761 километра), но най-отдалечената (584 000 километра) голяма луна завършва орбитата си около Уран за 13,5 дни. Оберон и Титания обаче са опасно близо една до друга, така че "лунната луна" едва ли ще се появи между тях.
- спътникът на Нептун Тритон: този заснет обект на пояса на Койпер е огромен (в радиус от 1355 км), далеч от Нептун (355 000 км) и масивен; обектът трябва да се движи със скорост над 1,4 км / с, за да напусне полето на привличане на Тритон. Може би това е най-добрият ни кандидат за правото да притежавате собствен сателит.
Тритон, най-голямата луна на Нептун и заловен обект на Койпер, може би е най-добрият ни залог за луна със собствена луна. Но Вояджър 2 не видя нищо.
При всичко това, доколкото знаем, в нашата слънчева система няма спътници със собствени спътници. Може би се заблуждаваме и ги намираме в далечния край на пояса на Койпер или дори в облака на Оорт, където обектите са стотинка десетина.
Теорията казва, че такива обекти могат да съществуват. Това е възможно, но изисква много специфични условия. Що се отнася до нашите наблюдения, такива все още не са се появили в нашата Слънчева система. Но кой знае: Вселената е пълна с изненади. И колкото по-добри стават нашите възможности за търсене, толкова повече изненади ще открием. Никой няма да се изненада, ако следващата грандиозна мисия до Юпитер (или други газови гиганти) намери сателит близо до спътник. Времето ще покаже.
ИЛЯ КХЕЛ